CN203878183U - 一种自蓄热式难选铁矿双面加热还原设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种应用在难选铁矿深度还原工艺中的自蓄热式难选铁矿双面加热还原设备。所述自蓄热式难选铁矿双面加热还原设备包括：上层燃烧室、下层燃烧室、上层蓄热室、下层蓄热室、原料托盘、水冷梁、煤气喷嘴、沙封装置、空气喷嘴、烧嘴砖、空气鼓风机、上层蓄热室换向阀、上层燃烧室引风机、下层蓄热室换向阀、下层燃烧室引风机以及快切阀。该设备将还原炉内部空间分成上下两层，上层采用敞燃加热方式，控制炉内为还原性气氛，并使之达到还原工艺温度，上层未燃尽的可燃气通过上层蓄热室降温后排到下层燃烧室进行二次燃烧，实现上下双面加热。

Description

一种自蓄热式难选铁矿双面加热还原设备

技术领域

本实用新型涉及一种应用在难选铁矿深度还原工艺中的自蓄热式双面加热还原设备。

背景技术

目前，我国有大量难选铁矿以及含铁共生矿资源，由于难以分选并富集成可以满足炼铁高炉需要的铁精矿，而未能被开发利用。难选矿深度还原工艺是一种能够直接还原难选矿的新技术，其中的技术关键在于深度还原加热炉。该工艺要求矿石必须在还原性气氛下加热，因此燃料不能完全燃烧。目前使用的还原炉有转底炉、环形炉、隧道窑等都使用单面加热的方式，在炉膛内通过控制供风量产生还原性气氛。这种加热方式产生了两个弊端：

(1)炉内还原性气氛直接排放造成大量的可燃性气体浪费同时造成污染。目前常用的做法是另建一座加热炉，利用该加热炉将还原炉排出的还原性炉气进行再次燃烧，用空气回收其燃烧所释放出的部分热量用于还原炉助燃，但这种外带空气预热炉式的加热炉整体热效率比较低，投资偏高。

(2)由于还原炉采用单面加热，被加热的矿粉与煤粉的混合物传热率低，造成热量未能得到充分利用，炉内底部物料受冷炉底的影响还原效果不好。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有还原炉热效率低、受热不均的不足。进而设计出一种自蓄热式双面加热还原设备，其所依据的技术原理包括：一是将通常采用的两台炉子合二为一，利用炉体内部承载矿石的中间托盘将炉体燃烧空间分为上、下个燃烧室，其中上层燃烧室为了保证燃烧空间内的还原性气氛，控制上炉膛供氧量使燃料缺氧燃烧，下层燃烧室以上层燃烧室排出的炉气为燃料，对其进行再燃烧；二是上下炉膛均采用蓄热式燃烧技术供热，通过蓄热室和换向燃烧的特性实现上层炉膛可燃炉气向下层炉膛的转移。

依据上述技术原理，经过反复修改，最终设计出了一种自蓄热式难选铁矿双面加热还原设备。本实用新型提供的自蓄热式难选铁矿双面加热还原设备包括上层燃烧室、下层燃烧室、上层蓄热室、下层蓄热室、原料托盘、水冷梁、煤气喷嘴、沙封装置、空气喷嘴、烧嘴砖、空气鼓风机、上层蓄热室换向阀、上层燃烧室引风机、下层蓄热室换向阀、下层燃烧室引风机以及快切阀。其中，原料托盘将由耐火材料砌筑的炉体内部空间分隔成上层燃烧室和下层燃烧室，原料托盘的下方设有水冷梁，以此承担原料托盘及其上面所布物料的重量，原料托盘的下侧边缘设有沙封装置，以此保证上层燃烧室和下层燃烧室之间的相互密封，上层燃烧室侧壁设有空气喷嘴和煤气喷嘴，并通过空气喷嘴和上层蓄热室相连通，空气喷嘴的周边砌筑有烧嘴砖，上层蓄热室通过管道同上层蓄热室换向阀相连通，上层蓄热室换向阀又分别同空气鼓风机及上层燃烧室引风机相连通，上层燃烧室引风机通过管道与下层燃烧室相连通；下层燃烧室侧壁设有空气喷嘴和煤气喷嘴，并通过空气喷嘴和下层蓄热室相连通，空气喷嘴的周边砌筑有烧嘴砖，下层蓄热室通过管道同下层蓄热室换向阀相连通，下层蓄热室换向阀又分别同空气鼓风机及下层燃烧室引风机相连通，下层燃烧室引风机与外界大气相连通，各煤气喷嘴均设有快切阀，以此保证煤气管道的开启与关闭。

当该设备工作时，空气从空气鼓风机出来后进入上层蓄热室换向阀，经过上层蓄热室换向阀进入上层蓄热室，在上层蓄热室中空气从常温加热到1100℃左右，经空气喷嘴喷入上层燃烧室，与煤气喷嘴喷出的煤气混合进行扩散燃烧。此时上层燃烧室产生的炉气进入右侧的上层蓄热室，经过换热，炉气从1300℃左右降低到150℃左右，然后炉气进入上层蓄热室换向阀。经过上层蓄热室换向阀的上层燃烧室还原性炉气，经过上层燃烧室引风机而作为燃料供给下层燃烧室。自空气鼓风机出来的空气进入下层蓄热室换向阀，经过下层蓄热室换向阀之后进入下层蓄热室。在下层蓄热室中空气从常温加热到1100℃左右，经空气喷嘴喷入下层燃烧室，与上层燃烧室炉气混合进行扩散燃烧。此时下层燃烧室产生的烟气进入右侧的下层蓄热室，经过换热，烟气从1300℃左右降低到150℃左右，然后进入下层蓄热室换向阀，经过下层蓄热室换向阀由下层燃烧室引风机排出。

对于上层燃烧室，空气先进入上层蓄热室，从常温被预热到1100℃左右，经过空气喷嘴喷入到上层燃烧室内；煤气经过快切阀，由烧嘴砖中的煤气喷嘴喷入到上层燃烧室内。空气和煤气被喷入后混合进行扩散燃烧。烧嘴砖在制作过程中预留出空气喷嘴和煤气喷嘴，使得整个燃烧装置更加紧凑。

更进一步，为更好地保证上层燃烧室的还原性气氛，将煤气喷嘴布置在料层上方，空气喷嘴布置在煤气喷嘴上方。

更进一步，原料托盘采用碳化硅耐高温材料制作。

本实用新型的有益效果是，既可以保证工艺上还原性气氛的要求，又可实现上炉膛的还原性气氛在下炉膛燃尽，以达到节能减排的目的，同时使得物料加热更为均匀。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型提供的自蓄热式难选铁矿双面加热还原设备的原理图。

图2是本实用新型的燃烧装置的原理图。

图中，1为上层燃烧室，2为下层燃烧室，3为上层蓄热室，4为下层蓄热室，5为原料托盘，6为水冷梁，7为煤气喷嘴，8为沙封装置，9为空气喷嘴，10为烧嘴砖，11为空气鼓风机，12为上层蓄热室换向阀，13为上层燃烧室引风机，14为下层蓄热室换向阀，15为下层燃烧室引风机，16为快切阀；图中17为空气，18为煤气。

具体实施方式

本实用新型的实施和实用新型内容所描述的大体一致，正如图1所示。自蓄热式难选铁矿双面加热还原设备包括上层燃烧室1、下层燃烧室2、上层蓄热室3、下层蓄热室4、原料托盘5、水冷梁6、煤气喷嘴7、沙封装置8、空气喷嘴9、烧嘴砖10、空气鼓风机11、上层蓄热室换向阀12、上层燃烧室引风机13、下层蓄热室换向阀14、下层燃烧室引风机15以及快切阀16。其中：原料托盘5将由耐火材料砌筑的炉体内部空间分隔成上层燃烧室1和下层燃烧室2，原料托盘5的下方设有水冷梁6，原料托盘5的下侧边缘设有沙封装置8，上层燃烧室1侧壁设有空气喷嘴9和煤气喷嘴7，并通过空气喷嘴9和上层蓄热室3相连通，空气喷嘴9的周边砌筑有烧嘴砖10，上层蓄热室3通过管道同上层蓄热室换向阀12相连通，上层蓄热室换向阀12又分别同空气鼓风机11及上层燃烧室引风机13相连通，上层燃烧室引风机13通过管道与下层燃烧室2相连通。同样下层燃烧室2侧壁设有空气喷嘴9和煤气喷嘴7，并通过空气喷嘴9和下层蓄热室4相连通，空气喷嘴9的周边砌筑有烧嘴砖10，下层蓄热室4通过管道同下层蓄热室换向阀14相连通，下层蓄热室换向阀14又分别同空气鼓风机11及下层燃烧室引风机15相连通，下层燃烧室引风机15与外界大气相连通，各煤气喷嘴7均设有快切阀16。

使用时，空气从空气鼓风机11出来后进入上层蓄热室换向阀12，经过上层蓄热室换向阀沿图中箭头方向进入上层蓄热室3，在上层蓄热室3中空气从常温加热到1100℃左右，经空气喷嘴9喷入上层燃烧室1，与煤气喷嘴7喷出的煤气混合后于上层燃烧室1中进行扩散燃烧。此时上层燃烧室1产生的炉气进入图1中右侧的上层蓄热室3，经过换热，炉气从1300℃降低到150℃左右，然后炉气沿图中箭头方向进入上层蓄热室换向阀12。经过上层蓄热室换向阀12的上层燃烧室还原性炉气经上层燃烧室引风机13，沿箭头方向而作为燃料供给下层燃烧室2。自空气鼓风机11出来的空气进入下层蓄热室换向阀14，经过下层蓄热室换向阀之后沿图中箭头方向进入下层蓄热室4，在下层蓄热室4中空气从常温加热到1100℃左右，经空气喷嘴9喷入下层燃烧室2，与上层燃烧室炉气混合之后在下层燃烧室2中进行扩散燃烧。此时下层燃烧室2产生的烟气进入图1中右侧的下层蓄热室4，经过换热，烟气从1300℃降低到150℃左右，沿图中箭头方向进入下层蓄热室换向阀14，经过下层蓄热室换向阀14由下层燃烧室引风机15排出。

具体地，在图2中，空气17先进入上层蓄热室3，从常温被预热到1100℃左右，然后经过空气喷嘴9喷入到上层燃烧室1中；煤气18经过快切阀16，由烧嘴砖10中的煤气喷嘴7喷入到上层燃烧室1中。空气和煤气被喷入后混合进行扩散燃烧。烧嘴砖10在制作过程中预留出空气喷嘴9和煤气喷嘴7，使得整个燃烧装置更加紧凑。

为更好地保证上层燃烧室1的还原性气氛，优选地将煤气喷嘴9布置在料层上方，空气喷嘴9布置在煤气喷嘴7上方。

此外，原料托盘5可采用碳化硅耐高温材料或制品制作，以提高使用寿命。

Claims (3)

1.一种自蓄热式难选铁矿双面加热还原设备，其特征在于，包括上层燃烧室(1)、下层燃烧室(2)、上层蓄热室(3)、下层蓄热室(4)、原料托盘(5)、水冷梁(6)、煤气喷嘴(7)、沙封装置(8)、空气喷嘴(9)、烧嘴砖(10)、空气鼓风机(11)、上层蓄热室换向阀(12)、上层燃烧室引风机(13)、下层蓄热室换向阀(14)、下层燃烧室引风机(15)以及快切阀(16)，其中，原料托盘(5)将由耐火材料砌筑的炉体内部空间分隔成上层燃烧室(1)和下层燃烧室(2)，原料托盘(5)的下方设有水冷梁(6)，原料托盘(5)的下侧边缘设有沙封装置(8)，上层燃烧室(1)侧壁设有空气喷嘴(9)和煤气喷嘴(7)并通过空气喷嘴(9)和上层蓄热室(3)相连通，空气喷嘴(9)处砌筑有烧嘴砖(10)，上层蓄热室(3)通过管道同上层蓄热室换向阀(12)相连通，上层蓄热室换向阀(12)又分别同空气鼓风机(11)及上层燃烧室引风机(13)相连通，上层燃烧室引风机(13)通过管道与下层燃烧室(2)相连通；下层燃烧室(2)侧壁设有空气喷嘴(9)和煤气喷嘴(7)并通过空气喷嘴(9)和下层蓄热室(4)相连通，空气喷嘴(9)处砌筑有烧嘴砖(10)，下层蓄热室(4)通过管道同下层蓄热室换向阀(14)相连通，下层蓄热室换向阀(14)又分别同空气鼓风机(11)及下层燃烧室引风机(15)相连通，下层燃烧室引风机(15)与外界大气相连通，各煤气喷嘴(7)均设有快切阀(16)。

2.根据权利要求1所述的自蓄热式难选铁矿双面加热还原设备，其特征在于，煤气喷嘴(9)布置在料层上方，空气喷嘴(9)布置在煤气喷嘴(7)上方。

3.根据权利要求1所述的自蓄热式难选铁矿双面加热还原设备，其特征在于，原料托盘(5)采用碳化硅耐高温材料制作。